Генерация второй гармоники излучения

В случае генерации второй гармоники излучения неодимового лазера Х = 1,06 мкм в кристалле КДР длиной 1 см по типу синхронизма оое имеем Дф 10 . Мы видим, что критичность к настройке по углам ф обычно весьма велика. В перпендикулярном направлении критичность к настройке невелика, поскольку показатели преломления не зависят от соответствующего угла 0, и определяется плавной зависимостью компонент нелинейного тензора от углов. [c.29]

Отметим, что норма тензора третьего ранга, определяющего генерацию второй гармоники излучения в среде, обладающей пренебрежимо малой дисперсией, имеет вид [c.17]

В разделе рассмотрено расположение молекул в элементарных ячейках некоторых кристаллов. Все рассматриваемые кристаллы, кроме одного, нецентросимметричны и в той или иной степени используются для генерации второй гармоники излучения лазеров. Приводимые ниже данные об их строении использовались для вычисления нелинейных поляризуемостей по формулам (43), (45), (46). Рассмотрение структур кристаллов помогает выявлению корреляции между нелинейной восприимчивостью и гиперполяризуемостью. [c.69]

N 1-5 табл. 13 с остальными веществами той же таблицы при генерации второй гармоники излучения лазеров на неодиме в гранатах или стекле и на рубине. [c.121]

Считая, что при электрооптическом эффекте, как и при генерации второй гармоники излучения [122], доминирует один коэффициент, т.е. что коэффициентом г 33 можно пренебречь, и принимая, что = 2, получим оценку г II г II (67 25) 10 м/В. Используя соотношение (97), связывающее нелинейную восприимчивость с электрооптическим коэффициентом, поя> чим, что Xi 11 w, 0) = (540 100) 10 м/В. [c.143]

Таблица 7.20. Сравнительные характеристики кристаллов, используемых для генерации второй гармоники излучения лазеров на неодиме

Начало исследований в этой области можно датировать 1961 г. — именно в этом году была выполнена первая экспериментальная работа ) по генерации второй гармоники излучения рубинового лазера в кристалле кварца. Менее чем через год после этого открытия стало совершенно ясно, что эксперименты подобного рода открывают широкие перспективы в двух направлениях. Одно из них связано с исследованием нового класса физических параметров, так называемых нелинейных восприимчивостей сейчас его принято называть физической нелинейной оптикой или нелинейной спектроскопией. [c.5]

Многочисленные эксперименты, проведенные со световыми пучками мощностью порядка 10 Вт/см и больше, убедительно показали, что характер оптических явлений существенно зависит от интенсивности излучения. Область оптики, изучающую оптические явления, характер которых зависит от интенсивности излучения, принято называть нелинейной оптикой. Это новое направление оптики стало бурно развиваться начиная с 1962 г., когда впервые была обнаружена генерация второй гармоники (эффект удвоения частоты). [c.9]

Величина коэффициента полезного действия (отношение мощности второй гармоники к мощности падающего излучения) генерации второй гармоники, даже при предельной мощности и при длине 1 10" см, незначительная (не превышает тысячных долей процента). [c.405]

Рис. 41.6. Схема опыта по генерации второй гармоники лазерного излучения.

Отмеченные особенности генерации второй гармоники находят простое объяснение, основанное на представлении о сложении волн, испускаемых диполями, индуцированными преломленной волной исходного излучения. Примем за ось Oz направление распространения преломленной волны с частотой о (рис. [c.839]

Переменное поле частотой со] модулирует показатель преломления и для самого себя, что приводит к генерации второй гармоники 2(01. То же самое происходит и с волной частотой 2. Однако нелинейные добавки к показателю преломления настолько малы, что их можно обнаружить только тогда, когда электрическое поле сравнимо с величиной межатомных полей. Поэтому вторую гармонику на частоте 2 г можно наблюдать только в том случае, если напряженность поля на частоте 2 весьма высока. Вместе с тем волны с суммарной 1-1- 2 и разностной 1 — 2 частотами будут генерироваться даже тогда, когда излучение на частоте 2 имеет низкую интенсивность, если только интенсивность излучения с частотой I достаточно высока. [c.306]

На рис. 9.7 изображены два когерентных трехфотонных процесса. Процесс на рис. 9.7, а удвоение частоты, или, иными словами, генерация второй гармоники — преобразование исходного монохроматического излучения с частотой оз в излучение с частотой o) =2oj переходы в поле излучения — уничтожаются два фотона с энергией fia и [c.225]

При рассмотрении генерации второй гармоники, приводящей к выражению (12.4.4), мы предполагали, что интенсивность входного излучения на частоте со не подвергается какому-либо воздействию. Такое приближение справедливо лишь для случаев, когда мощность получаемого излучения при частоте 2со по отношению к входной мощности излучения при частоте со мала. В этом разделе мы снимем это офаничение. [c.566]

Ключ к природе такого механизма появился, когда было обнаружено. что мощность второй гармоники значительно возрастает, если излучение накачки действует на световод в течение нескольких часов [54]. На рис, 10,13 показана зависимость средней мощности второй гармоники от времени при распространении по световоду длиной 1 м импульсов накачки на длине волны 1,06 мкм, с длительностью 100-130 ПС и со средней мощностью 125 мВт, от Nd ИАГ-лазера с модуляцией добротности и синхронизацией мод. Мощность второй гармоники со временем растет почти экспоненциально и начинает насыщаться после 10 ч. Максимальная эффективность преобразования составляла около 3%. Импульсы на длине волны 0,53 мкм на выходе световода имели длительность около 55 пс и мощность, достаточную для накачки лазера на красителе [54]. Этот эксперимент способствовал дальнейшему возрастанию интереса к ГВГ в световодах, и в последнее время изучению процесса подготовки и природы генерации второй гармоники в волоконных световодах уделяется значительное внимание [55-72]. Уровень понимания этих процессов пока далек от совершенства, и работа продолжается. Остаток этой главы посвящен обзору состояния дел ко времени написания. [c.309]

Значительное продвижение в технике корреляционных измерений фемтосекундных импульсов связано с использованием эффекта генерации второй гармоники при отражении от поверхности нелинейного кристалла [93]. Схема коррелятора представлена на рис. 6.32. Эта методика сохраняет достоинства неколлинеарной схемы генерации второй гармоники пучки излучения на основной и удвоенной частотах разнесены по направлениям, что упрощает регистрацию излучения второй гармоники, так как фоновый сигнал в направлении регистрируемой волны вызван только рассеянием на дефектах поверхности кристалла, и отсутствует пьедестал у измеряемой корреляционной функции. [c.281]

Таким образом, измеряя интенсивность генерации второй гармоники излучения в жидкости при наложении постоянного электрического поля, можно определить молекулярную нелинейную восприимчивость жидкости Г, а по ней - молекулярную гиперполяризуемость /3, представляющую собой векторную часть тензора Xifk в пересчете на одну молекулу, и гиперполяризуемость 7 , т.е. скалярную часть восприимчивости Xifki одной молекулы. [c.23]

Единственный известный нелинейный процесс в жидкости, позволяющий измерить молекулярную гиперполяризуемость второго порядка j3,yf , это генерация второй гармоники излучения в присутствии постоянного электрического поля [28, 163—165]. Как было показано в разд. 1.5, интенсивность излучения второй гармоники в этом случае определяется как чисто электронным членом = у (2со, со, со, 0), так и ориентацией молекул во внешнем электрическом поле 7 = рФ1кТ (38). Макроскопическая гиперполяриэуемость Г = Л 7/о/1/2а (7 = 7 + 7 ) определяет поляризацию на частоте 2со = ГЕ (О) (d) (см, (34) ). [c.97]

Генерация второй гармоники излучения в жидкости, состоящей из полярных молекул, связана главным образом с ориентащ1ей молекул в электрическом поле. Так, вютад т в гиперполяризуемость 7 нитробензола составляет лишь 10%. Вклад 7 в гиперполяризуемость более полярных молекул еще меньше (см. гл. 4). Поэтому при исследованиях таких жидкостей можно, по-видимому, считать, что экспериментальное определение у дает возможность непосредственного измерения гиерполяри-зуемости второго порядка [c.99]

Гиперполяризуемость (3 определяют по интенсивности генерации второй гармоники излучения в растворе в присутствии постоянного электрического поля (см. разд. 1.5 и 3.7). При этом определяют проекцию векторной части гиперполяризуемости на направление постоянного дипольного момента молекулы. Значения отдельных компонент тензора остаются неизвестными. Исключение составляют случаи, когда все компоненты тензора (3,yf , кроме Рххх, близки к нулю ( одномерная гиперполяризуемость [c.105]

Измерение генерации второй гармоники излучения в порошках органических соединений (порошковая методика - [151-153], разд. 3.6) позволяет оценить норму нелинейной восприимчивости кристаллов, т.е. сумму норм векторной и септорной частей нелинейной восприимчивости. Таким образом, измерение генерации второй гармоники в порошках соединений, состоящих из несимметричных молекул, дает несколько больше сведений о нелинейной восприимчивости, чем измерение генерации второй гармоники в растворе этих молекул в присутствии постоянного поля. [c.105]

Эффективность генерации второй гармоники излучения неодимового лазера я порошках некоторых соединений метаиитроанилина принята за 100 единиц) [c.114]

Сравнение эффектавнос генерации второй гармоники излучения лазеров на рубине (Сг ) и стекле с неодимом (Nd некоторых соединений и положение полосы поглощения [c.120]

При генерации второй гармоники излучения ИАГ Nd-лазера в кристалле Ba2LiNb50is основная волна (со) является обыкновенным лучом, а волна второй гармоники (2(о) — необыкновенным. Измеренная величина а при 24°С составила 13,2° при 91 °С уголка становится равным нулю. Приняв во внимание все возможные ошибки измерений угла и температуры, а также сделав предположение, что показатели преломления линейно зависят от температуры, авторы [11] вычисляли температурный коэффициент (К ) [c.246]

Вскоре после создания первого лазера П. А. Франкен с сотр. [8.1] обнаружили явление генерации второй гармоники излучения. Излучение рубинового лазера в этом эксперименте падало на кристалл кварца. За кристаллом кроме лазерного излучения на основной длине волны 7.1 = 694 нм регистрировалось излучение, длина волны которого была в два раза меньше (Яг = 347 нм). Этот эксперимент лег в основу развития экспери- [c.276]

Методы осуществления фазового синхронизма. Если, исходя из табличных данных о jui irep Hii ноказателя преломления различных сред, оцеггнть д.пину синхронизма L = ДЛ , то получится очень малая величина. Например, в случае генерации второй гармоники излучения видимого диапазона частот в кварце расчет дает длину L 10 мкм. Это значит, что, возбуждая [c.149]

Генерацию второй гармоники впервые наблюдал Франкен в 1961 г. Схема эксперимента приведена на рис. 36.3. Сфокусированное излучение рубинового лазера 1 направляется на тонкую кристаллическую пластинку 2. Из пластинки, помимо исходного красного излучения лазера (Х = 0,6943 мкм), выходит также ультрафиолетовое излучение (Х = 0,3472 мкм). Это излучение отделяется от исходного светофильтрами 3 или спектральными приборами и регистрируется подходящим приемником излучения (фотопленка или фотоумножитель). Этот опыт особенно хорошо наблюдать, если вместо рубинового лазера использовать инфракрасный, например неодимовый, лазер (Х=1,06 мкм). Тогда из пластинки 2 выходит пучок зеленого света (А, = 0,53 мкм). [c.304]

В первых опытах по генерации второй гармоники в энергию второй гармоники превращалось около 10 энергии первичного излучения. Такая малая доля перехода энергии ко второй гармонике объясняется небольшой когерентной длиной 2za в кварце (22q 10 см). Для более интенсивного обмена энергией необходимо удовлетворить условию волнового синхронизма (оз) =n (2(u). Это равенство невозможно удовлетворить для изотропной среды в прозрачной области, так как показатель преломления (со) монотонно возрастает с ростом частоты. Условию п(ш) =/гД2ш) можно удовлетворить, если частота со взята в прозрачной области (область нормальной дисперсии), а 2со — в области сильного поглощения (область аномальной дисперсии) или наоборот. Но это невыгодно, так как одна из волн будет сильно поглощаться. [c.304]

Широко используется в И. о. генерация второ гармоники см. В-заимодействие световых волн) д,тя перевода ИК-излучения гетеролазера в видимое излучение. Процесс генерации второй гармоники можно представить как связь двух волноводных мод равных частот <л и значений волновых векторов к , с одной из мод частоты 2(jj и значением волнового вектора к-гш- Условия синхронизма имеют вид [c.153]

Развитие полупроводниковых лазеров сделало Tiep neK-тивным использование их для накачки Т. л. Полупроводниковые лазеры (ПЛ) на основе монокристаллов арсенида галлия путём изменения состава позволяют получать генерацию в области 0,75 -н 1 мкм, что даёт возможность эффективно возбуждать генерацию на ионах Nd , TnT , Но , и Yb [5]. Накачка излучением ПЛ является близкой к резонансной, что в значит, степени снимает проблему наведённых термич. искажений в АЭ и позволяет относительно легко достигать предельно высокой направт jrenHo TH лазерного пучка. Получена непрерывная генерация на ионах Но (> г 2,) мкм), Тт (Х, 2,3 мкм), Ег (Я, 2.9 мкм), а также на разл. переходах ионов Порог генера1ши по мощности накачки в нек-рых случаях составляет единицы милливатт. Так, напр., порог генерации на ионах Но " в кристалле ИАГ—Тш —Но равен 4 МВт, а порог генерации на осн. переходе ионов N d в стекле не превышает 2 мВт. На целом ряде кристаллов с неодимом получена генерация второй гармоники. На осн. переходе неодима реализованы режимы модуляции добротности и синхронизации мод. Общий кпд неодимового непрерывного лазера с накачкой излучением ПЛ на длине волны генерации 1,06 мкм достигает 20%, [c.50]

Существует много веществ, оптические свойства которых зависят как от направления распространения, так и от поляризации световых волн. К оптически анизотропным материалам относятся кристаллы, например кальцит, кварц и KDP, а также жидкие кристаллы. Эти материалы характеризуются многими необычными оптическими свойствами, такими, как двойное лучепреломление, оптическое вращение плоскости поляризации, поляризационные эффекты, коническая рефракция, электрооптические и акустооптические эффекты. Анизотропные кристаллы используются во многих оптических устройствах, например в призменных поляризаторах, поляризационных пластинах и в двулучепреломляющих фильтрах. Анизотропные нелинейные вещества используются также для достижения фазового синхронизма при генерации второй гармоники. Таким образом, очевидно, сколь важным для практического применения этих свойств является четкое представление о процессе распространения света в анизотропных средах. Данная глава целиком посвящена изучению распространения электромагнитного излучения в этих средах. [c.78]

Некоторые световоды меняют свои оптические свойства под действием интенсивного светового излучения в течение периода от нескольких минут до нескольких. часов. В разд. 10.5 обсуждалась генерация второй гармоники в световодах, подвергшихся воздействию импульсов излучения на длине волны 1,06 мкм. Другой фото-индуцированный эффект в световодах проявляется в появлении постоянной решетки показателя преломления в световодах, легированных германием, после воздействия на них непрерывного излучения аргонового лазера вблизи 0,5 мкм. Этот эффект впервые наблюдался Хиллом с соавторами [39] и затем интенсивно изучался [40-50]. Его механизм, однако, не вполне ясен. Этот эффект фоточувствительности световода представляет практический интерес, поскольку световод с наведенной в нем решеткой действует как низкополосный брэгговский фильтр [40]. Кроме того, его диспфсия вблизи длин волн, на которых формируются решетки показателя преломления, аномальна (Рз < 0). Это свойство можно использовать для компенсации материальной дисперсии световодов в системах оптической [c.318]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...